本發(fā)明涉及煤礦數(shù)據(jù)分析，尤其涉及一種煤礦信息化綜合監(jiān)控系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

1、煤礦信息化綜合監(jiān)控系統(tǒng)集成了現(xiàn)代信息技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等前沿科技，旨在通過(guò)數(shù)字化、智能化手段實(shí)現(xiàn)對(duì)煤礦生產(chǎn)全過(guò)程的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、預(yù)警與管理，它不僅涵蓋了環(huán)境監(jiān)測(cè)、人員定位、設(shè)備監(jiān)測(cè)、工業(yè)視頻等監(jiān)測(cè)監(jiān)控類功能，還融合了安全管理系統(tǒng)、生產(chǎn)管理系統(tǒng)、經(jīng)營(yíng)管理系統(tǒng)及決策支持系統(tǒng)等多元化功能模塊，形成了一個(gè)全方位、多層次、立體化的綜合管理平臺(tái)。

2、中國(guó)專利公開(kāi)號(hào)cn111335952a公開(kāi)了一種能夠獨(dú)立布局在巖土鉆孔內(nèi)，通過(guò)對(duì)鉆孔內(nèi)的環(huán)境監(jiān)測(cè)、感知，將數(shù)據(jù)反饋至礦安系統(tǒng)，進(jìn)行遠(yuǎn)端巖土監(jiān)測(cè)預(yù)警的系統(tǒng)及工作方法，其特征在于包括數(shù)據(jù)采集終端、數(shù)據(jù)接收系統(tǒng)、井上監(jiān)控平臺(tái)以及報(bào)警系統(tǒng)；數(shù)據(jù)采集終端分布在巖體內(nèi)，通過(guò)所述數(shù)據(jù)采集終端自帶的無(wú)線信號(hào)發(fā)射器和數(shù)據(jù)接收系統(tǒng)形成數(shù)據(jù)傳輸，數(shù)據(jù)接收系統(tǒng)將接收數(shù)據(jù)反饋至井上監(jiān)控平臺(tái)，井上監(jiān)控平臺(tái)通過(guò)數(shù)據(jù)分析結(jié)構(gòu)，控制報(bào)警系統(tǒng)進(jìn)行預(yù)警提示，獨(dú)立和鉆桿安裝結(jié)合，使用便捷，對(duì)鉆孔內(nèi)的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集反饋，對(duì)巖層進(jìn)行預(yù)判。由此可見(jiàn)，該發(fā)明存在以下問(wèn)題：

3、該發(fā)明未根據(jù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的推溜壓力數(shù)據(jù)和支撐壓力數(shù)據(jù)確定采煤時(shí)的異常情況。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為此，本發(fā)明提供一種煤礦信息化綜合監(jiān)控系統(tǒng)及方法，用以克服現(xiàn)有技術(shù)中未根據(jù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的推溜壓力數(shù)據(jù)和支撐壓力數(shù)據(jù)確定采煤時(shí)的異常情況的問(wèn)題，以提高采煤時(shí)的生產(chǎn)安全性且優(yōu)化采煤作業(yè)流程，實(shí)現(xiàn)了高效與安全的雙重保障。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，一方面，本發(fā)明提供一種煤礦信息化綜合監(jiān)控系統(tǒng)，包括：

3、數(shù)據(jù)采集模塊，包括用以收集各液壓推溜器與溜子接觸面之間推溜壓力數(shù)據(jù)的推溜壓力傳感單元和用以收集液壓支架各檢測(cè)點(diǎn)與頂板之間支撐壓力數(shù)據(jù)的支撐壓力傳感單元；

4、數(shù)據(jù)處理模塊，其與所述數(shù)據(jù)采集模塊相連，用以根據(jù)各不同方向的所述支撐壓力數(shù)據(jù)確定對(duì)應(yīng)方向的支撐壓力時(shí)序圖，以及根據(jù)所述推溜壓力傳感單元實(shí)時(shí)收集的各所述推溜壓力數(shù)據(jù)確定實(shí)時(shí)的推溜壓力參考值；

5、支撐信息分析模塊，其與所述數(shù)據(jù)處理模塊相連，用以根據(jù)各所述不同方向的支撐壓力時(shí)序圖確定同一時(shí)刻各方向的支撐壓力參考值以確定對(duì)應(yīng)時(shí)刻的支撐壓力平均值和支撐壓力范圍，將同一時(shí)刻的所述支撐壓力范圍與各方向的支撐壓力參考值進(jìn)行對(duì)比并根據(jù)對(duì)比結(jié)果確定對(duì)應(yīng)方向上的支撐壓力類型，將當(dāng)前支撐壓力平均值與歷史壓力預(yù)設(shè)值進(jìn)行比較確定當(dāng)前支撐壓力平均值狀態(tài)，結(jié)合所述支撐壓力類型的判定結(jié)果與當(dāng)前支撐壓力平均值狀態(tài)確定頂板是否存在塌陷傾向；

6、推溜信息分析模塊，其與所述數(shù)據(jù)處理模塊相連，用以根據(jù)單個(gè)所述推溜壓力數(shù)據(jù)與推溜壓力參考值確定單個(gè)液壓推溜器的支撐狀態(tài)以確定是否調(diào)整單個(gè)液壓推溜器的位置；

7、智能控制模塊，其分別與所述支撐信息分析模塊和所述推溜信息分析模塊相連，用以根據(jù)塌陷傾向的判定結(jié)果和液壓推溜器的支撐狀態(tài)的判定結(jié)果確定采煤調(diào)整策略；

8、所述采煤調(diào)整策略包括降低采煤機(jī)的采煤前進(jìn)速度、增加液壓支架對(duì)頂板的支撐力和增強(qiáng)無(wú)效支撐狀態(tài)的液壓推溜器與采煤機(jī)的配合。

9、進(jìn)一步地，支撐壓力傳感單元根據(jù)液壓支架與頂板之間的接觸面積確定支撐壓力傳感器的數(shù)量和各支撐壓力傳感器的位置。

10、進(jìn)一步地，數(shù)據(jù)處理模塊根據(jù)實(shí)時(shí)的各所述推溜壓力數(shù)據(jù)的平均值和偏差度確定實(shí)時(shí)的推溜壓力參考值。

11、進(jìn)一步地，數(shù)據(jù)處理模塊根據(jù)任一時(shí)刻各方向的推溜壓力參考值確定對(duì)應(yīng)時(shí)刻的支撐壓力范圍，所述支撐壓力范圍p根據(jù)以下公式進(jìn)行計(jì)算，

12、p0-δp≤p≤p0+δp，，，

13、其中，p為支撐壓力范圍，n為方向的數(shù)量，pi為第i個(gè)方向的推溜壓力參考值，p0為支撐壓力平均值。

14、進(jìn)一步地，支撐信息分析模塊將同一時(shí)刻的所述支撐壓力范圍與各方向的支撐壓力參考值進(jìn)行對(duì)比并根據(jù)對(duì)比結(jié)果確定對(duì)應(yīng)方向上的支撐壓力類型，其中，

15、若單個(gè)方向的支撐壓力參考值處于所述支撐壓力范圍，則判定該方向的支撐壓力類型為正常支撐壓力；

16、若單個(gè)方向的支撐壓力參考值不處于所述支撐壓力范圍，則判定該方向的支撐壓力類型為異常支撐壓力。

17、進(jìn)一步地，支撐信息分析模塊將當(dāng)前支撐壓力平均值與歷史壓力預(yù)設(shè)值進(jìn)行比較確定當(dāng)前支撐壓力平均值狀態(tài)，包括，

18、若當(dāng)前支撐壓力平均值大于歷史壓力預(yù)設(shè)值，則判定當(dāng)前支撐壓力平均值狀態(tài)為異常狀態(tài)；

19、若當(dāng)前支撐壓力平均值小于或等于歷史壓力預(yù)設(shè)值，則判定當(dāng)前支撐壓力平均值狀態(tài)為正常狀態(tài)；

20、其中，所述歷史壓力預(yù)設(shè)值為1.2倍的歷史壓力標(biāo)準(zhǔn)值，所述歷史壓力標(biāo)準(zhǔn)值為歷史支撐壓力平均值的中位數(shù)。

21、進(jìn)一步地，支撐信息分析模塊結(jié)合所述支撐壓力類型的判定結(jié)果與當(dāng)前支撐壓力平均值狀態(tài)是否滿足塌陷傾向判斷條件確定頂板是否存在塌陷傾向，包括，

22、若所述支撐壓力類型的判定結(jié)果與當(dāng)前支撐壓力平均值狀態(tài)滿足塌陷傾向判斷條件，則判定頂板存在塌陷傾向；

23、若所述支撐壓力類型的判定結(jié)果與當(dāng)前支撐壓力平均值狀態(tài)不滿足塌陷傾向判斷條件，則判定頂板不存在塌陷傾向；

24、其中，所述塌陷傾向判斷條件為所述支撐壓力類型為異常支撐壓力且支撐壓力平均值的狀態(tài)為異常狀態(tài)。

25、進(jìn)一步地，推溜信息分析模塊根據(jù)單個(gè)所述推溜壓力數(shù)據(jù)與推溜壓力參考值確定單個(gè)液壓推溜器的支撐狀態(tài)以確定是否調(diào)整單個(gè)液壓推溜器的位置，包括，

26、若單個(gè)所述推溜壓力數(shù)據(jù)小于推溜壓力參考值，則判定該溜子的支撐狀態(tài)為無(wú)效支撐狀態(tài)，則判定調(diào)整該溜子的位置以使該液壓推溜器靠近溜子；

27、若單個(gè)所述推溜壓力數(shù)據(jù)大于或等于推溜壓力參考值，則判定該溜子的支撐狀態(tài)為有效支撐狀態(tài)，則判定不調(diào)整該液壓推溜器的位置。

28、進(jìn)一步地，智能控制模塊根據(jù)塌陷傾向的判定結(jié)果和液壓推溜器的支撐狀態(tài)的判定結(jié)果確定采煤調(diào)整策略，其中，

29、若所述頂板存在塌陷傾向且存在所述液壓推溜器為無(wú)效支撐狀態(tài)，則判定所述采煤調(diào)整策略為降低采煤機(jī)的采煤前進(jìn)速度；

30、若所述頂板存在塌陷傾向且所述液壓推溜器均為有效支撐狀態(tài)，則判定所述采煤調(diào)整策略為增加液壓支架對(duì)頂板的支撐力；

31、若所述頂板不存在塌陷傾向且存在所述液壓推溜器為無(wú)效支撐狀態(tài)，則判定所述采煤調(diào)整策略為增強(qiáng)無(wú)效支撐狀態(tài)的液壓推溜器與采煤機(jī)的配合。

32、另一方面，本發(fā)明還提供一種煤礦信息化綜合監(jiān)控方法，包括，

33、獲取若干推溜壓力數(shù)據(jù)和若干支撐壓力數(shù)據(jù)；

34、根據(jù)各不同方向的所述支撐壓力數(shù)據(jù)確定對(duì)應(yīng)方向的支撐壓力時(shí)序圖，以及根據(jù)所述推溜壓力傳感單元實(shí)時(shí)收集的各所述推溜壓力數(shù)據(jù)確定實(shí)時(shí)的推溜壓力參考值；

35、根據(jù)各所述不同方向的支撐壓力時(shí)序圖確定同一時(shí)刻各方向的支撐壓力參考值以確定對(duì)應(yīng)時(shí)刻的支撐壓力平均值和支撐壓力范圍；

36、將同一時(shí)刻的所述支撐壓力范圍與各方向的支撐壓力參考值進(jìn)行對(duì)比并根據(jù)對(duì)比結(jié)果確定對(duì)應(yīng)方向上的支撐壓力類型；

37、將當(dāng)前支撐壓力平均值與歷史壓力預(yù)設(shè)值進(jìn)行比較確定當(dāng)前支撐壓力平均值狀態(tài)；

38、結(jié)合所述支撐壓力類型的判定結(jié)果與當(dāng)前支撐壓力平均值狀態(tài)確定頂板是否存在塌陷傾向；

39、根據(jù)單個(gè)所述推溜壓力數(shù)據(jù)與推溜壓力參考值確定單個(gè)液壓推溜器的支撐狀態(tài)以確定是否調(diào)整單個(gè)液壓推溜器的位置；

40、根據(jù)塌陷傾向的判定結(jié)果和液壓推溜器的支撐狀態(tài)的判定結(jié)果確定采煤調(diào)整策略。

41、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果在于，本發(fā)明提供的煤礦信息化綜合監(jiān)控系統(tǒng)及方法通過(guò)集成多個(gè)模塊實(shí)現(xiàn)了對(duì)煤礦開(kāi)采過(guò)程中液壓推溜器與刮板輸送機(jī)接觸面推溜壓力、液壓支架與頂板間支撐壓力的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與分析，本系統(tǒng)通過(guò)繪制各方向的支撐壓力時(shí)序圖來(lái)評(píng)估對(duì)應(yīng)的支撐壓力類型以及時(shí)發(fā)現(xiàn)頂板的塌陷傾向，有效預(yù)防安全事故；同時(shí)，通過(guò)智能分析推溜壓力數(shù)據(jù)，優(yōu)化液壓推溜器的布局與配合，確保采煤作業(yè)的高效進(jìn)行；本系統(tǒng)提升了煤礦生產(chǎn)的安全性、智能化水平和綜合效益。

42、進(jìn)一步地，數(shù)據(jù)處理模塊通過(guò)對(duì)比同一時(shí)刻各方向的支撐壓力參考值與其支撐壓力范圍，本系統(tǒng)能夠精確區(qū)分正常支撐壓力與異常支撐壓力：這種細(xì)粒度的分類不僅提升了數(shù)據(jù)分析的準(zhǔn)確性，還為后續(xù)的安全評(píng)估和策略調(diào)整提供了可靠的依據(jù)；采用歷史壓力預(yù)設(shè)值（基于歷史壓力標(biāo)準(zhǔn)值的中位數(shù)并上浮一定比例）作為評(píng)估基準(zhǔn)，數(shù)據(jù)處理模塊能夠客觀、科學(xué)地判斷當(dāng)前支撐壓力平均值的狀態(tài)（正?；虍惓＃?；這種評(píng)估方法既考慮了歷史數(shù)據(jù)的代表性，又兼顧了實(shí)際生產(chǎn)中的安全裕量。

43、進(jìn)一步地，數(shù)據(jù)處理模塊結(jié)合支撐壓力類型的判定結(jié)果與當(dāng)前支撐壓力平均值狀態(tài)，本系統(tǒng)能夠準(zhǔn)確判斷頂板是否存在塌陷傾向；當(dāng)兩者均滿足異常條件時(shí)，系統(tǒng)即時(shí)發(fā)出預(yù)警，為采取緊急措施爭(zhēng)取了寶貴時(shí)間，有效降低了頂板事故的風(fēng)險(xiǎn)；通過(guò)自動(dòng)化的數(shù)據(jù)處理與分析流程，系統(tǒng)減少了人為干預(yù)和誤判的可能性，提高了生產(chǎn)過(guò)程中的安全性；系統(tǒng)提供的實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確的壓力數(shù)據(jù)和狀態(tài)評(píng)估結(jié)果，為生產(chǎn)管理人員提供了有力的決策支持，他們可以根據(jù)系統(tǒng)反饋的信息及時(shí)調(diào)整采煤策略、優(yōu)化資源配置，從而實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)效率與經(jīng)濟(jì)效益的雙重提升。

44、進(jìn)一步地，推溜信息分析模塊通過(guò)精確比較單個(gè)推溜壓力數(shù)據(jù)與參考值，實(shí)現(xiàn)了對(duì)液壓推溜器支撐狀態(tài)的智能化評(píng)估：該模塊不僅能快速識(shí)別出無(wú)效支撐狀態(tài)的溜子并即時(shí)發(fā)出調(diào)整指令，使液壓推溜器靠近以增強(qiáng)支撐效果；還確保了有效支撐狀態(tài)的溜子位置保持穩(wěn)定，避免了不必要的調(diào)整。

45、進(jìn)一步地，智能控制模塊通過(guò)綜合塌陷傾向判定與液壓推溜器支撐狀態(tài)分析，實(shí)現(xiàn)了對(duì)采煤過(guò)程的精細(xì)化調(diào)控：不僅迅速響應(yīng)頂板塌陷風(fēng)險(xiǎn)，通過(guò)降低采煤機(jī)前進(jìn)速度并發(fā)出警告，有效預(yù)防安全事故；還能在確認(rèn)液壓推溜器支撐有效但頂板仍存隱患時(shí)，精準(zhǔn)調(diào)整液壓支架支撐力，確保頂板穩(wěn)定；對(duì)于頂板安全但出現(xiàn)支撐不足的情況，模塊則通過(guò)優(yōu)化液壓推溜器與采煤機(jī)的配合，確保支撐效率。這一系列智能化調(diào)整策略不僅提升了生產(chǎn)安全性，還優(yōu)化了采煤作業(yè)流程，實(shí)現(xiàn)了高效與安全的雙重保障。